毛刷装置和包括毛刷装置的动物棚屋

著录项
  • CN201890001596.9
  • 20180712
  • CN215302278U
  • 20211228
  • 莱利专利股份有限公司
  • H·J·芒内克;G·L·M·萨阿德
  • A01K13/00
  • A01K13/00

  • 荷兰马斯勒伊斯
  • 荷兰(NL)
  • 20180405 NL2020720
  • 中国贸促会专利商标事务所有限公司
  • 许剑桦
  • 20200928
摘要
本实用新型公开了一种用于刷洗动物的毛刷装置,特别是比如奶牛等动物的背部、头部和/或尾部的毛刷装置,包括可旋转的毛刷以及电动驱动马达,所述电动驱动马达被配置成提供用于在至少一个旋转方向上可旋转地驱动所述毛刷的驱动转矩。由所述驱动马达提供的驱动转矩被设定的方式为使得当所述驱动转矩由所述驱动马达提供时,所述毛刷能够借助于所述动物和/或个人的肌肉力量而与所述从动旋转方向相反地向后转动。本实用新型还公开了一种动物棚屋,其包括毛刷装置。
权利要求

1.一种用于刷洗动物的毛刷装置,包括:

-可旋转的毛刷(14),

-电动的驱动马达(9),所述驱动马达被配置成提供用于在至少一个旋转方向上可旋转地驱动所述毛刷(14)的驱动转矩,

其中,由所述驱动马达(9)提供的驱动转矩被设定的方式为使得当所述驱动转矩由所述驱动马达(9)提供时,所述毛刷(14)能够借助于所述动物和/或个人的肌肉力量而与从动旋转方向相反地向后转动,

其特征在于,

所述驱动马达(9)连接至控制系统(20),所述控制系统被配置成观察所述驱动马达(9)的至少一个运行参数,并且其中,所述控制系统(20)被配置成基于观察到的所述运行参数来控制在运行期间提供给所述驱动马达(9)的能量的量,

所述驱动马达(9)的至少一个观察到的运行参数与由所述驱动马达(9)提供的驱动转矩相对应,并且其中,所述控制系统(20)被配置成如果与所提供的驱动转矩相对应的所述至少一个观察到的运行参数超过预定阈值和/或在连续地超过所述预定阈值预定的时间段之后,关闭所述驱动马达(9)和/或反转由所述驱动马达(9)确定的所述毛刷(14)的从动旋转方向,以及

其中,所述阈值被设定的方式为使得如果当所述驱动转矩由所述驱动马达(9)提供时,由所述驱动马达(9)提供的驱动转矩增加到一定程度,使得所述毛刷(14)不再能够借助于所述动物和/或个人的肌肉力量而与所述从动旋转方向相反地向后转动,则关闭所述驱动马达(9)和/或反转由所述驱动马达(9)确定的所述毛刷(14)的从动旋转方向。

2.根据权利要求1所述的毛刷装置,其中,由所述驱动马达(9)提供的所述驱动转矩小于60Nm。

12.根据权利要求2所述的毛刷装置,其中,由所述驱动马达(9)提供的所述驱动转矩小于50Nm。

13.根据权利要求12所述的毛刷装置,其中,由所述驱动马达(9)提供的所述驱动转矩小于45Nm。

14.根据权利要求13所述的毛刷装置,其中,由所述驱动马达(9)提供的所述驱动转矩小于40Nm。

3.根据权利要求1所述的毛刷装置,其中,所述驱动马达(9)具有可变的旋转速度,并且其中,所述驱动马达(9)的至少一个观察到的运行参数与运行期间所述驱动马达(9)的旋转速度相对应,并且其中,将与运行期间所述驱动马达(9)的期望旋转速度相对应的值输入到所述控制系统(20)中,并且其中,所述控制系统(20)被配置成将与旋转速度相对应的所述至少一个观察到的运行参数与所述值进行比较,并且基于比较来控制在运行期间提供给所述驱动马达(9)的能量的量。

6.根据权利要求3所述的毛刷装置,其中,所述控制系统(20)被配置成当所述驱动马达(9)被启动预定的、在1至5秒之间的加速时间段,则在运行期间将所述驱动马达(9)从停止加速到所述驱动马达(9)的期望的旋转速度。

23.根据权利要求6所述的毛刷装置,其中,所述控制系统(20)被配置成当所述驱动马达(9)被启动预定的、在大约3秒之间的加速时间段,则在运行期间将所述驱动马达(9)从停止加速到所述驱动马达(9)的期望的旋转速度。

4.根据权利要求1所述的毛刷装置,其中,所述阈值被设定的方式为使得如果由所述驱动马达(9)提供的驱动转矩大于60Nm或在预定的时间段内大于60Nm,则关闭所述驱动马达(9)和/或反转由所述驱动马达(9)确定的所述毛刷(14)的从动旋转方向。

18.根据权利要求4所述的毛刷装置,其中,所述阈值被设定的方式为使得如果由所述驱动马达(9)提供的驱动转矩大于60Nm或在1至3秒内大于60Nm,则关闭所述驱动马达(9)和/或反转由所述驱动马达(9)确定的所述毛刷(14)的从动旋转方向。

19.根据权利要求18所述的毛刷装置,其中,所述阈值被设定的方式为使得如果由所述驱动马达(9)提供的驱动转矩大于60Nm或在2秒内大于60Nm,则关闭所述驱动马达(9)和/或反转由所述驱动马达(9)确定的所述毛刷(14)的从动旋转方向。

20.根据权利要求4所述的毛刷装置,其中,所述阈值被设定的方式为使得如果由所述驱动马达(9)提供的驱动转矩大于50Nm或在预定的时间段内大于50Nm,则关闭所述驱动马达(9)和/或反转由所述驱动马达(9)确定的所述毛刷(14)的从动旋转方向。

21.根据权利要求20所述的毛刷装置,其中,所述阈值被设定的方式为使得如果由所述驱动马达(9)提供的驱动转矩大于45Nm或在预定的时间段内大于45Nm,则关闭所述驱动马达(9)和/或反转由所述驱动马达(9)确定的所述毛刷(14)的从动旋转方向。

22.根据权利要求21所述的毛刷装置,其中,所述阈值被设定的方式为使得如果由所述驱动马达(9)提供的驱动转矩大于40Nm或在预定的时间段内大于40Nm,则关闭所述驱动马达(9)和/或反转由所述驱动马达(9)确定的所述毛刷(14)的从动旋转方向。

5.根据权利要求1所述的毛刷装置,其中,所述控制系统(20)设置有用于观察动物是否与所述毛刷(14)接合的传感器(21),并且其中,所述控制系统(20)被配置成一旦所述传感器(21)已经观察到动物与所述毛刷(14)接合就启动所述驱动马达(9)。

7.根据权利要求1或2所述的毛刷装置,其中,所述毛刷(14)包括从动毛刷轴(12),并且其中,所述驱动马达(9)包括输出驱动轴(10),并且其中,所述驱动马达(9)的输出驱动轴(10)和所述毛刷(14)的从动毛刷轴(12)借助于传动装置(11)相互连接,所述传动装置被配置成使得所述输出驱动轴(10)的旋转能够被传递至所述毛刷(14)的从动毛刷轴(12),反之亦然。

8.根据权利要求1或2所述的毛刷装置,其中,所述毛刷(14)可绕基本上水平的毛刷轴线(13)旋转。

9.根据权利要求8所述的毛刷装置,其中,所述毛刷(14)悬挂在转动臂(6)上,所述转动臂可绕基本上平行于所述毛刷轴线(13)延伸的转动轴线(8)枢转,并且其中,所述转动臂(6)具有静止位置,其中所述转动臂(6)基本上竖直地延伸,并且其中,所述转动臂(6)可通过抬起所述毛刷(14)而从所述静止位置移动。

10.根据权利要求9所述的毛刷装置,其中,所述驱动马达(9)被配置成在两个旋转方向上可旋转地驱动所述毛刷(14),并且其中,所述控制系统(20)设置有至少一个传感器(21),所述至少一个传感器用于观察在抬起所述毛刷(14)的过程中所述转动臂(6)从所述静止位置的枢转方向,并且其中,所述控制系统(20)被配置成控制所述驱动马达(9),以便在与所观察到的所述转动臂(6)的枢转方向相反的旋转方向上可旋转地驱动所述毛刷(14)。

11.根据权利要求1所述的毛刷装置,其中,所述毛刷装置用于刷洗动物的背部、头部和/或尾部。

15.根据权利要求1所述的毛刷装置,其中,所述控制系统(20)被配置成如果与所提供的驱动转矩相对应的所述至少一个观察到的运行参数超过预定阈值和/或在连续地超过所述预定阈值1至5秒之后,关闭所述驱动马达(9)和/或反转由所述驱动马达(9)确定的所述毛刷(14)的从动旋转方向。

16.根据权利要求15所述的毛刷装置,其中,所述控制系统(20)被配置成如果与所提供的驱动转矩相对应的所述至少一个观察到的运行参数超过预定阈值和/或在连续地超过所述预定阈值1至3秒之后,关闭所述驱动马达(9)和/或反转由所述驱动马达(9)确定的所述毛刷(14)的从动旋转方向。

17.根据权利要求16所述的毛刷装置,其中,所述控制系统(20)被配置成如果与所提供的驱动转矩相对应的所述至少一个观察到的运行参数超过预定阈值和/或在连续地超过所述预定阈值2秒之后,关闭所述驱动马达(9)和/或反转由所述驱动马达(9)确定的所述毛刷(14)的从动旋转方向。

24.一种动物棚屋,其特征在于,所述动物棚屋包括至少一个根据权利要求1-23中任一项所述的毛刷装置(1)。

说明书
技术领域

本实用新型涉及一种用于刷洗动物比如奶牛(特别是乳牛)等动物的背部、头部和/或尾部的毛刷装置。

奶牛毛刷是众所周知的。刷洗奶牛具有期望的效果,例如生物学优势。刷洗不仅可以清洁奶牛,而且减少了奶牛皮肤中的寄生虫和其他不期望的生物的数量。另外,刷洗降低了压力水平,这对牛奶生产是有益的。奶牛毛刷可以设置在动物棚屋的一个或多个不同位置。

莱力公司(Lely)的奶牛毛刷是众所周知的。这种奶牛毛刷包括可绕基本上水平的毛刷轴线旋转的毛刷。毛刷连接至悬挂的转动臂,以便绕基本上平行于毛刷轴线延伸的转动轴线枢转。转动臂形成具有内部空间的马达壳体,该内部空间用于容纳具有输出驱动轴和蜗轮传动的电动驱动马达,该蜗轮传动将驱动轴连接至毛刷以可旋转地驱动该毛刷。驱动马达是具有开/关开关的单相马达。

驱动马达连接至控制系统,该控制系统设置有用于观察转动臂位置的传感器。在静止位置中,转动臂基本上竖直地向下悬挂。如果奶牛抬起毛刷,则转动臂将从竖直静止位置向上枢转。在大约2秒的预定延迟后,控制系统启动驱动马达。毛刷的从动旋转方向取决于转动臂的位置。如果转动臂逆时针向上摆动,则毛刷被顺时针驱动,反之亦然。当奶牛不再与毛刷接合并且转动臂由于重力而回到竖直静止位置时,控制系统将关闭驱动马达。

因为奶牛的身体部位、尤其是尾部、或者项圈或识别标签可能被旋转的毛刷抓住,这可能导致严重伤害,例如甚至尾部的截断或窒息,所以莱力公司的奶牛毛刷包括滑动联接器。如果毛刷的旋转运动被超过由滑动联接器确定的阈值的力阻止,则驱动马达的输出驱动轴能够旋转而不会将驱动转矩传递至毛刷。但是,滑动联接器容易磨损,这对可靠性产生不利影响。

US 2014/0090607 A1披露了一种具有可旋转毛刷的奶牛毛刷,该奶牛毛刷在静止位置基本上竖直地延伸,即,毛刷轴线基本上竖直地延伸。该毛刷借助于具有频率控制器(“变频驱动控制器”或“VFD控制器”)的三相马达可旋转地驱动。运动传感器连接至频率控制器,以在奶牛接近毛刷或与毛刷接合时启动马达。借助于传动装置,马达连接至两个轴的组件,这两个轴借助于万向节相互连接。顶部轴连接至传动装置。毛刷悬挂在底部轴上。

频率控制器控制提供给马达的电流,以便达到期望的毛刷旋转速度,例如每分钟大约60转。如果毛刷的旋转速度下降,例如如果毛刷被碎屑堵塞,则频率控制器将增加提供给马达的电流,以增加驱动转矩并保持期望的旋转速度。

在这种奶牛毛刷的情况下,也存在奶牛的尾部、或奶牛配戴的项圈或识别标签被旋转的毛刷抓住的风险,从而导致毛刷被卡住。为此,频率控制器被配置成如果提供给马达的电流超过预定阈值则停止马达的旋转。因此,该奶牛毛刷包括电子保护装置。

但是,例如由于故障,电子保护装置也可能变得有缺陷。因此,仍然不能排除如果在奶牛毛刷旋转期间,奶牛的身体部位、特别是尾部、项圈或识别标签被困住而可能造成的严重伤害。

本实用新型的目的是提供一种用于刷洗动物(比如奶牛)的改进的毛刷装置,其中特别地降低了受伤的风险。

根据本实用新型,该目的通过一种用于刷洗动物、特别是例如奶牛(比如乳牛)等动物的背部、头部和/或尾部的毛刷装置来实现,该毛刷装置包括:

-可旋转的毛刷,

-电动驱动马达,所述电动驱动马达被配置成提供用于在至少一个旋转方向上可旋转地驱动所述毛刷的驱动转矩,

其中,由所述驱动马达提供的驱动转矩被设定的方式为使得当所述驱动转矩由所述驱动马达提供时,所述毛刷能够借助于所述动物和/ 或个人的肌肉力量而与所述从动旋转方向相反地向后转动。

根据本实用新型,驱动马达被设计成在运行期间提供相对小的驱动转矩。在运行期间,驱动马达的驱动转矩保持小于借助于动物、尤其是奶牛和/或个人的最大肌肉力量可以产生的转矩,以使毛刷沿反向旋转方向、即与从动旋转方向相反地旋转。毛刷可以由动物、特别是奶牛和/或由个人用手保持静止,并且在驱动马达被致动时向后转动。如果奶牛的身体部位、尤其是尾部、或项圈或识别标签被旋转的毛刷抓住,那么不可能造成严重的伤害、例如尾部的截断或窒息,因为相对小的驱动转矩不会导致这种伤害。奶牛能够通过自由地拉动自身来释放自身,和/或农民能够通过用手与从动旋转方向相反地向后转动毛刷来释放奶牛。因此,具有根据本实用新型的旋转毛刷的毛刷装置本质上是安全的。原则上,这使得从现有技术中已知的滑动联接器或电子保护装置显得多余。同时,令人惊讶地发现,如此小的驱动转矩仍然足以实现所期望的刷洗效果。根据本实用新型,毛刷的转速例如为每分钟大约30转。

另一个优点是以下事实:由于相对小的驱动转矩,根据本实用新型,降低了运行过程中尾部、项圈、标签或其他物体被旋转毛刷带走的风险本身。如果奶牛意外地被困住,则根据本实用新型的毛刷装置不仅本质上是安全的,而且由于较低的驱动转矩和相应较低的毛刷转速,因此这种情况很少发生。

根据本实用新型,优选的是,由驱动马达提供的驱动转矩较小,并且特别是在运行期间始终保持小于60Nm、优选地小于50Nm、特别是小于45Nm、例如小于40Nm。这种驱动转矩足够大,以可旋转地驱动毛刷并且与奶牛一起达到所期望的刷洗效果,而同时这种驱动转矩不会太大以至于在无意地将奶牛的身体部位、尤其是尾部、项圈或识别标签被旋转的毛刷抓住和/或带走时造成严重伤害的风险。

根据本实用新型,优选的是所述驱动马达连接至控制系统,所述控制系统被配置成观察所述驱动马达的一个或多个运行参数,其中,所述控制系统被配置成基于所述观察到的一个或多个运行参数来控制在运行期间提供给所述驱动马达的能量的量。与已知的莱力公司的奶牛毛刷的带开/关开关的单相马达相比,根据本实用新型的毛刷装置包括可控驱动马达。这使得可以准确地调整驱动的性能。

在这种情况下,驱动马达可以具有可变的旋转速度,其中,由控制系统观察到的驱动马达的运行参数、或者由控制系统观察到的驱动马达的运行参数之一,与运行期间驱动马达的旋转速度相对应,例如与当前旋转速度或时间平均的旋转速度相对应,并且其中,将与运行期间驱动马达的期望旋转速度相对应的值、优选地是预定的值输入和/ 或存储在控制系统中,并且其中,所述控制系统被配置成将与旋转速度相对应的、由控制系统观察到的所述运行参数与所述值进行比较,并且基于所述比较来控制在运行期间提供给所述驱动马达的能量的量。

根据本实用新型,驱动马达可以包括三相马达。该控制系统包括例如频率控制器,比如所谓的“变频驱动控制器”或“VFD控制器”。与运行期间驱动马达的旋转速度相对应的驱动马达的运行参数例如是驱动马达的转速。可以在控制系统中对期望的转速进行编程,比如每分钟30转,而在运行过程中,观察驱动马达的当前转速,并且将当前转速与期望的转速进行重复地或连续地比较。当观察到的转速小于期望的转速时,例如,如果在刷洗过程中奶牛用力推动毛刷,并且毛刷因此受到很大的阻力,则控制系统增加提供给驱动马达的能量的量,以便将转速增加到期望的转速。因此,在运行期间,旋转毛刷的转速增加或减小到设定的期望转速。可以例如通过改变提供到驱动马达的电流来控制提供到驱动马达的能量的量。

根据本实用新型,优选的是,由控制系统观察到的驱动马达的运行参数,或者由控制系统观察到的驱动马达的运行参数之一,与由驱动马达提供的驱动转矩相对应,并且其中,所述控制系统被配置成如果由所述控制系统观察到的并且与所提供的驱动转矩相对应的所述运行参数超过预定阈值,优选地仅在所述预定阈值被连续超过预定的时间段,特别是1至3秒、例如2秒之后,关闭所述驱动马达和/或反转由所述驱动马达确定的所述毛刷的从动旋转方向。如以上所解释的,根据本实用新型的包括旋转毛刷的毛刷装置本质上是安全的,因此原则上不需要现有技术中已知的滑动联接器或电子保护装置或其他过载保护。然而,根据本实用新型,优选的是使用过载保护。例如,如果奶牛的尾部被卡在毛刷中,那么在驱动马达关闭时可以更容易地释放奶牛。当驱动马达关闭时,根据本实用新型的毛刷可自由地旋转。除了关闭驱动马达或在关闭驱动马达之后,卡住的毛刷也可以通过驱动马达略微向后转动,以便于释放奶牛。

在这种情况下,优选地,所述阈值被设定的方式为使得如果当所述驱动转矩由所述驱动马达提供时,由所述驱动马达提供的驱动转矩增加到一定程度,使得所述毛刷不再能够借助于所述动物和/或个人的肌肉力量而与所述从动旋转方向相反地向后转动,或特别地仅在这之前,则关闭所述驱动马达和/或反转由所述驱动马达确定的所述毛刷的从动旋转方向。特别地,所述阈值被设定的方式为使得如果由所述驱动马达提供的驱动转矩大于或在预定的时间段、特别是1至3秒、例如2秒内大于60Nm、优选地已经为50Nm、特别是45Nm、例如40 Nm,则关闭所述驱动马达和/或反转由所述驱动马达确定的所述毛刷的从动旋转方向。

根据本实用新型,驱动马达可以是超尺寸的,即,在这种情况下,驱动马达的功率大于为了提供设定的驱动转矩所需要的功率。然而,根据本实用新型,由驱动马达提供的驱动转矩保持很小,使得毛刷可以借助于奶牛和/或个人的肌肉力量而保持静止并且向后转动而始终不会造成严重的伤害。如果驱动转矩大于阈值,则激活过载保护。尽管根据US2014/0090607 A1的奶牛毛刷还包括电子过载保护,但是这只有在以后才激活,即,使用该已知的奶牛毛刷,驱动转矩明显地增加,结果,增加了奶牛被困在旋转毛刷中和/或遭受轻微伤害或更糟的伤害的风险。

在实施例中,所述控制系统包括用于观察动物是否与所述毛刷接合的传感器,其中,所述控制系统被配置成一旦所述传感器已经观察到动物与所述毛刷接合就启动所述驱动马达。使用已知的莱力公司的奶牛毛刷时,在大约2秒钟的预定延迟之后才启动驱动马达。这可能会使奶牛焦躁不安。使用根据本实施例的毛刷装置时,控制系统在传感器已经观察到奶牛与毛刷接触之后立即启动驱动马达。如果奶牛与毛刷接合,则毛刷将几乎立即开始旋转。

顺便提及,根据本实用新型的控制系统优选地被编程为使得当控制系统在超过驱动转矩的阈值之后关闭和/或向后转动驱动马达时,驱动马达在预定的等待时间段(例如20秒)内保持关闭。因此,控制系统防止在激活过载保护之后立即致动驱动马达。结果,被困在毛刷中的奶牛有足够的时间来释放自身。当奶牛将自身从毛刷释放出来时,毛刷不能启动。在等待时间段结束时,毛刷装置会自动返回到正常的运行位置,在该位置,一旦观察到奶牛与毛刷接合,就致动驱动马达。

根据本实用新型,优选的是,所述控制系统被配置成在运行期间,当所述驱动马达被(优选逐渐地和/或平稳地)启动在1至5秒之间、例如大约3秒的预定加速时间段,则将所述驱动马达从停止加速到所述驱动马达的期望的旋转速度。与具有带开/关开关的单相马达的、已知的莱力公司的奶牛毛刷相比,来自本实施例的驱动马达被逐渐启动。这对于马达和其他部件(比如轴承)的使用寿命非常有利。

根据本实用新型,控制系统还可以被配置成在关闭驱动马达时使驱动马达减速预定的减速时间段,该预定的时间段在1至5秒之间、例如大约3秒。为了减小运动部件的磨损,可以将驱动马达的启动行为和减速行为都设定为平稳的。

在根据本实用新型的实施例中,所述毛刷包括从动毛刷轴,其中,所述驱动马达包括输出驱动轴,并且其中,所述驱动马达的驱动轴和所述毛刷的毛刷轴借助于传动装置相互连接,所述传动装置被配置成使得所述驱动轴的旋转能够被传递至所述毛刷的毛刷轴,反之亦然。例如,根据本实用新型的传动装置包括锥齿轮传动,尤其是具有斜齿轮传动。在无负载状态下,锥齿轮传动可自由旋转。

在使用过程中,毛刷由驱动马达可旋转地驱动。驱动转矩经由传动装置从驱动轴传递至毛刷轴,以使毛刷沿从动旋转方向旋转。与具有蜗轮传动的已知的莱力公司的奶牛毛刷相比,根据本实用新型的本实施例的传动装置也适用于经由传动装置将由母牛和/或个人与从动旋转方向相反地施加在毛刷上的转矩从毛刷传递至驱动轴。结果,减小或消除了由此产生的驱动转矩,从而可以将毛刷向后转动,并且被困住的奶牛能够释放自身。

在根据本实用新型的优选实施例中,毛刷可绕基本上水平的毛刷轴线旋转。毛刷包括从水平毛刷轴线基本上径向向外延伸的刷毛。这种毛刷基本上水平地延伸,即,在使用期间,奶牛位于毛刷的下方,而不是如从US 2014/0090607 A1中已知的毛刷那样侧向地抵靠着毛刷。结果,显著地改善了刷洗效果。

在这种情况下,所述毛刷可以悬挂在转动臂上,所述转动臂可绕基本上平行于所述毛刷轴线延伸的转动轴线枢转,其中,所述转动臂具有静止位置,其中所述转动臂基本上竖直地延伸,并且其中,所述转动臂可通过抬起所述毛刷而从所述静止位置移动。在静止位置中,转动臂竖直地向下悬挂。毛刷从转动臂横向地延伸。如果奶牛将自身定位在毛刷下方,然后把毛刷向上抬起,则转动臂绕转动轴线向上枢转。这产生有利的刷洗效果。

在根据本实用新型的优选实施例中,所述驱动马达被配置成在两个旋转方向上可旋转地驱动所述毛刷,其中,所述控制系统设置有至少一个传感器,所述至少一个传感器用于在抬起所述毛刷的过程中从所述静止位置观察所述转动臂的枢转方向,其中,所述传感器优选地并入传感器中,以便如上所述地观察动物是否与毛刷接合,并且其中,所述控制系统被配置成控制所述驱动马达,以便在与所观察到的所述转动臂的枢转方向相反的旋转方向上可旋转地驱动所述毛刷。传感器检测转动臂是绕转动轴线逆时针旋转还是顺时针旋转。如果毛刷被奶牛抬起并且转动臂沿逆时针方向倾斜,则控制系统使毛刷由驱动马达沿顺时针方向可旋转地驱动。另一方面,如果在抬起毛刷时转动臂沿顺时针方向向上转动,则毛刷的从动旋转方向为逆时针方向。结果,毛刷由于其自身的重量而推到奶牛上,并且毛刷与重力的作用相反地旋转。这产生非常积极的刷洗效果。

根据本实用新型,转动臂也可以形成包括内部空间的马达壳体,驱动马达容纳在该内部空间中。传动装置也可以布置在转动臂的内部空间中。结果,转动臂具有有利的重量,使得在刷洗过程中由毛刷施加在奶牛上的压力被认为是舒适的。

控制系统可以部分地或以其整体被布置在控制柜中,该控制柜例如以静止的方式附接至动物棚屋的柱或墙壁上。这在进行维护工作时具有优势。控制柜中的控制系统例如借助于一个或多个线缆(比如电源线缆和/或数据线缆)连接至转动臂中的驱动马达。

本实用新型还涉及一种动物棚屋,特别是用于饲养奶牛的动物棚屋,包括如上所述的一个或多个毛刷装置。

本实用新型还涉及一种用于刷洗动物、特别是例如奶牛(比如乳牛)等动物的背部、头部和/或尾部的方法,包括借助于由电动驱动马达提供的驱动转矩在至少一个旋转方向上可旋转地驱动可旋转的毛刷,其中,由所述驱动马达提供的驱动转矩被设定的方式为使得当所述驱动转矩由所述驱动马达提供时,所述毛刷能够借助于所述动物和/ 或个人的肌肉力量而与所述从动旋转方向相反地向后转动。

现在将通过在附图中展示的示例性实施例来更详细地解释本实用新型,其中:

图1A和图1B示出了包括根据本实用新型的毛刷装置的动物棚屋的侧视图,该毛刷装置由奶牛使用。

图2示出了图1A和图1B所展示的毛刷装置处于静止位置时的透视图。

图3示出了图2所展示的毛刷装置的截面视图。

图4示出了图2所展示的毛刷装置的剖开透视图。

在附图中,根据本实用新型的毛刷装置总体上用附图标记1表示。毛刷装置1被配置用于刷洗奶牛、特别是乳牛。在这个示例性实施例中,毛刷装置1布置在动物棚屋3中的柱2上。显然,可以将两个或更多个毛刷装置1放置在动物棚屋3中,例如也可以放置在墙壁(未示出)上。

如在图4中最清楚地示出的,毛刷装置1包括安装框架4,该安装框架可以被拧到柱2上。横向突出的转动轴7附接至安装框架4,转动臂6悬挂在该转动轴上以围绕转动轴线8枢转。转动臂6形成马达壳体,该马达壳体包括用于容纳电动驱动马达9的内部空间5(参见图3)。在这个示例性实施例中,驱动马达9是转速可变的可控的驱动马达,例如三相马达。

驱动马达9借助于线缆17连接至控制系统20。控制系统20在图 3中图解地示出。控制系统20容纳在控制柜19中,该控制柜固定地紧固至安装框架4。可以打开控制柜19以使控制系统20可触及用于维修和保养(未示出)。在这个示例性实施例中,控制系统20包括频率控制器(“变频驱动控制器”或“VFD控制器”),该频率控制器用于控制被配置为三相马达的驱动马达9。在运行期间驱动马达的期望转速已经输入到控制系统20中,例如每分钟30转。

驱动马达9包括输出驱动轴10,该输出驱动轴借助于传动装置11 连接至可旋转的毛刷轴12。尽管在图3中图解地示出了传动装置11,但是在这个示例性实施例中的传动装置11包括具有斜齿轮传动的锥齿轮传动。传动装置11使得可以将驱动转矩从输出驱动轴10传递至毛刷轴12。另外,传动装置11被适配成向后转动。在无负载状态下,输出驱动轴10、传动装置11和毛刷轴12可自由旋转。

可旋转的毛刷轴12确定基本上水平的毛刷轴线13。毛刷轴线13 基本上平行于转动轴线8延伸。毛刷14固定地紧固至毛刷轴12。毛刷轴12从转动臂6横向地伸出。在这个示例性实施例中,毛刷14包括中空毂15,该中空毂被推到毛刷轴12上。毛刷14包括从中空毂15径向延伸的刷毛16。

当奶牛不使用毛刷装置1时,转动臂6处于静止位置,在该静止位置中,转动臂6由于重力而基本上竖直地向下悬垂(参见图2)。如果奶牛随后将自身定位在毛刷14下方,则奶牛将把毛刷14向上推。在这种情况下,转动臂6沿顺时针方向(参见图1A)或逆时针方向(参见图1B)向上枢转。

控制系统20包括一个或多个传感器21,用于在抬起毛刷14的过程中从静止位置观察转动臂6的枢转方向。传感器21由两个距离传感器、特别是涡流传感器形成,这些传感器以静止的方式装配至安装框架4并且与环形条22配合,该环形条围绕转动轴7装配至转动臂6 的后侧(参见图3)。在这个示例性实施例中,用于观察转动臂6的枢转方向的传感器21还用于观察奶牛是否与毛刷14接合。

控制系统被配置成一旦传感器21已经观察到奶牛已经把毛刷14 抬起就启动驱动马达9。在这种情况下,控制系统20被配置成在运行期间,在预定的加速时间段内(在这个示例性实施例中为3秒)将驱动马达9从停止平稳地加速到驱动马达9的期望转速。结果,减少了比如传动11和轴承等运动部件的磨损。

驱动马达9可在两个旋转方向上驱动,即,驱动马达9被配置成可逆时针或顺时针旋转地驱动毛刷14。从动旋转方向取决于转动臂6 的枢转方向。控制系统20被配置成控制驱动马达9以在与观察到的转动臂6的枢转方向相反的旋转方向上可旋转地驱动毛刷14。

如果奶牛按照图1A中的箭头A1将毛刷14推开,并且转动臂6 沿顺时针方向向上倾斜,则控制系统20使毛刷由驱动马达9沿逆时针方向可旋转地驱动(参见图1A中的箭头A2)。如图1B所示,当按照箭头B1将毛刷14推开时,如果转动臂6沿逆时针方向向上转动,则毛刷14的从动旋转方向为顺时针方向(箭头B2)。结果,毛刷14 由于其自身的重量而推到奶牛身上,并且毛刷14抵抗重力的作用而旋转。这产生了非常积极的刷洗效果。

控制系统被配置成观察驱动马达9的多个运行参数。在运行期间观察到的运行参数与运行期间驱动马达的旋转速度相对应。在这个示例性实施例中,连续地测量运行期间的当前转速。驱动马达9的另一个运行参数与由驱动马达9提供的驱动转矩相对应。此外,可以观察驱动马达9的其他运行参数,例如所提供的马达电流,该马达电流代表在运行期间提供给驱动马达9的能量的量。

控制系统20被配置成基于所观察到的运行参数来控制运行期间提供给驱动马达9的马达电流。在这个示例性实施例中,控制系统20 在运行期间将驱动马达9的转速与先前输入的期望转速进行比较。在运行期间提供给驱动马达9的马达电流取决于所述比较。

如果观察到的转速小于期望的转速,例如,如果在刷洗过程中奶牛用力推动毛刷14,并且毛刷14因此有一定程度地旋转,则控制系统20增加提供给驱动马达9的马达电流,以便将转速增加到期望的转速。因此,在运行期间,旋转毛刷14的转速增加或减小到设定的期望转速。

驱动马达9是超尺寸的,即,驱动马达9的功率大于以预定转速旋转电刷14所需的功率。这对于驱动马达9的使用寿命是有利的。然而,根据本实用新型,由驱动马达9提供的驱动转矩以电子方式受限。如果由控制系统测量的所提供的驱动转矩在预定时间段内(在这个示例性实施例中大约为2秒)连续超过阈值,则控制系统20关闭驱动马达9。可选地,然后控制系统20可以使毛刷14在相反的旋转方向上以非常低的旋转速度执行旋转或部分旋转。

根据本实用新型,所述阈值在这种情况下被设定成使得当所述驱动转矩由驱动马达9提供时,在由驱动马达9提供的驱动转矩变大到借助于奶牛和/或个人的肌肉力量不能与从动旋转方向相反地向后转动毛刷14之前,关闭驱动马达9。特别地,如果由驱动马达9提供的驱动转矩在2秒内大于40Nm,则关闭所述阈值40Nm,即,关闭驱动马达9。

结果,具有根据本实用新型的旋转毛刷14的毛刷装置1本质上是安全的。驱动马达9的驱动转矩保持受限于安全值。在驱动马达9的驱动转矩增加到可能导致奶牛受到轻微的伤害或更糟的伤害的值之前,关闭驱动马达9。例如,如果奶牛的尾部被卡在旋转毛刷14中,则驱动马达9的驱动转矩仍然足够小使得没有受伤的风险。在关闭驱动马达9之后,奶牛可以容易地将自身从毛刷14释放出来。在这种情况下,如上文描述的,毛刷14可以通过由奶牛施加的肌肉力量而略微向后转动,可选地由控制系统在该相反的旋转方向上控制毛刷14的驱动来支撑。

因此,根据本实用新型的毛刷装置1与从US 2014/0090607 A1已知的奶牛毛刷明显不同,已知的奶牛毛刷确实具有电子过载保护,但是在运行期间在毛刷上施加了明显更大的驱动转矩。根据本实用新型,由驱动马达9提供的驱动转矩始终保持很小,使得毛刷14可以保持静止并且借助于奶牛和/或个人的肌肉力量向后转动而不会造成严重的伤害。

本实用新型不限于在附图中展示的示例性实施例。例如,根据本实用新型的毛刷装置可以包括具有开/关开关的单相马达,而不是具有频率控制器的三相马达。在这种情况下,单相马达不提供受控的驱动转矩,而是提供预定的固定驱动转矩。在这种情况下,根据本实用新型的驱动转矩还使得当所述驱动转矩由驱动马达提供时,毛刷可以借助于动物和/或个人的肌肉力量而与从动旋转方向相反地向后转动。

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